Номер 4, страница 58 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-7. Архимедова сила. Плавание тел. Вариант 2 - номер 4, страница 58.

Условие.

4. В какой жидкости не утонет лёд?

А. В спирте.

Б. В нефти.

В. В воде.

Решение.

Решение

Для того чтобы тело не тонуло в жидкости, а плавало, необходимо, чтобы его средняя плотность была меньше плотности жидкости. Это условие плавания тел вытекает из закона Архимеда. Если плотность тела больше плотности жидкости, оно тонет. Условие плавания можно записать в виде неравенства: $ \rho_{тела} < \rho_{жидкости} $.

Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно сравнить плотность льда с плотностями предложенных жидкостей: спирта, нефти и воды.

Дано:

Плотность льда: $ \rho_{льда} \approx 917 \, \text{кг/м}^3 $

Плотность спирта (этилового): $ \rho_{спирта} \approx 789 \, \text{кг/м}^3 $

Плотность нефти: $ \rho_{нефти} $ варьируется в зависимости от сорта, в среднем $ \approx 820-920 \, \text{кг/м}^3 $

Плотность пресной воды: $ \rho_{воды} \approx 1000 \, \text{кг/м}^3 $

Найти:

Жидкость, в которой лёд не утонет, то есть для которой выполняется условие $ \rho_{льда} < \rho_{жидкости} $.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

А. В спирте.

Сравниваем плотность льда и спирта. $ \rho_{льда} \approx 917 \, \text{кг/м}^3 $, а $ \rho_{спирта} \approx 789 \, \text{кг/м}^3 $.

Поскольку $ 917 > 789 $, то есть $ \rho_{льда} > \rho_{спирта} $, лёд утонет в спирте.

Б. В нефти.

Сравниваем плотность льда ($ \approx 917 \, \text{кг/м}^3 $) с плотностью нефти. Плотность большинства сортов нефти меньше $ 917 \, \text{кг/м}^3 $. Следовательно, в большинстве случаев лёд утонет в нефти. Только в очень тяжелых сортах нефти, плотность которых превышает плотность льда, он будет плавать.

В. В воде.

Сравниваем плотность льда и воды. $ \rho_{льда} \approx 917 \, \text{кг/м}^3 $, а $ \rho_{воды} \approx 1000 \, \text{кг/м}^3 $.

Поскольку $ 917 < 1000 $, то есть $ \rho_{льда} < \rho_{воды} $, лёд не утонет в воде и будет плавать на её поверхности. Это является важным и уникальным свойством воды: её твёрдая фаза (лёд) менее плотная, чем жидкая, что имеет огромное значение для жизни на Земле.

Таким образом, единственная жидкость из предложенного списка, в которой лёд гарантированно не утонет, это вода.

Ответ: В. В воде.